pathlib 模块与 os 模块比较

以下是 pathlib 与 Python 传统 os 模块在文件路径操作上的对比指南，涵盖功能差异、迁移建议和实际场景中的选择策略：

---

一、核心差异对比

​功能	​**pathlib (面向对象)**	​**os/os.path (函数式)**
​路径拼接	Path("a") / "b"	os.path.join("a", "b")
​获取父目录	path.parent	os.path.dirname(path)
​检查文件存在	path.exists()	os.path.exists(path)
​创建目录	path.mkdir(parents=True)	os.makedirs(path, exist_ok=True)
​遍历目录	path.glob("*.txt")	glob.glob(os.path.join(path, "*.txt"))
​路径转字符串	str(path)	原生字符串操作
​跨平台兼容性	自动处理 / 和 \	依赖 os.path.join 手动处理

---

二、为什么选择 pathlib？

1. ​代码简洁性

• ​链式操作：直接通过对象属性/方法操作路径。

  # 创建目录并写入文件（pathlib）
  (Path("data") / "logs").mkdir(parents=True, exist_ok=True)
  (Path("data") / "logs/app.log").touch()
  
  # 等效的 os 代码
  dir_path = os.path.join("data", "logs")
  os.makedirs(dir_path, exist_ok=True)
  open(os.path.join(dir_path, "app.log"), "w").close()

2. ​类型安全

• Path 对象是独立类型，避免字符串误操作：

  path = Path("data.yml")
  if path.suffix == ".yml":  # 直接访问属性
      process_yaml(path)

3. ​功能集成

• ​读写文件：直接调用 .read_text()/.write_text()。

  content = Path("data.txt").read_text(encoding="utf-8")

---

三、何时使用 os 模块？

1. ​遗留代码维护

• 旧项目大量依赖 os.path，重构成本高。

2. ​底层文件描述符操作

• 需要直接使用文件描述符时：

  fd = os.open("file.bin", os.O_RDONLY)
  data = os.read(fd, 1024)
  os.close(fd)

3. ​特殊系统调用

• 如 os.fork(), os.chroot() 等非路径相关功能。

---

四、迁移指南：从 os.path 到 pathlib

1. ​常见替换对照

​**os 代码**	​**pathlib 代码**
os.path.abspath("dir")	Path("dir").resolve()
os.path.basename("/data/file.txt")	Path("/data/file.txt").name
os.path.getsize("file.txt")	Path("file.txt").stat().st_size
os.listdir("data")	[p.name for p in Path("data").iterdir()]

2. ​处理字符串兼容性

• 需要字符串路径时显式转换：

  import shutil
  shutil.copy(str(src_path), str(dest_path))  # 第三方库可能要求字符串

---

五、性能对比

​操作	​**pathlib**	​**os**	​结论
简单路径操作	稍慢 (~10%)	更快	对大多数应用无感知差异
复杂目录遍历	更简洁	需组合函数	开发效率优先

• ​优先场景：选择代码可读性，除非在性能关键路径（如处理百万级文件）。

---

六、混合使用技巧

1. ​在 pathlib 中调用 os 函数

path = Path("data.txt")
os.chmod(path, 0o644)  # 直接传递 Path 对象

2. ​利用 os.fspath() 自动转换

def legacy_function(path_str: str):
    print(f"处理路径: {path_str}")

path = Path("config.yml")
legacy_function(os.fspath(path))  # 自动转换为字符串

---

七、实际场景示例

场景：备份 YAML 配置文件

from pathlib import Path
import shutil
import datetime

def backup_config(src: Path, dest_dir: Path):
    timestamp = datetime.datetime.now().strftime("%Y%m%d-%H%M%S")
    dest = dest_dir / f"{src.stem}_{timestamp}{src.suffix}"
    dest.parent.mkdir(exist_ok=True)
    shutil.copy(src, dest)

# 使用
backup_config(Path("app/config.yml"), Path("backups/"))

---

八、总结

• ​优先使用 pathlib：提升代码可读性和可维护性。
• ​保留 os 的使用：处理底层系统调用或兼容旧代码。
• ​灵活混合：通过 os.fspath() 或显式转换实现无缝协作。